Конденсатоотводчик: типы и принцип работы

Конденсатороотводчики — специальные устройства, предназначенные для автоматического отвода конденсата из паропроводов, когда пар переходит в жидкое состояние из-за охлаждения.

Выпадение конденсата способно ухудшить качество теплопередачи, снизить производительность паропровода и вывести из строя всю систему. Чтобы этого избежать, устанавливаются специальные конденсатоотводчики, своевременно удаляющие жидкость из нагревательной камеры, снижающие расход пара и предотвращающие гидроудары.

Типы конденсатоотводчиков и принцип их действия

По конструкции различают три вида конденсатоотводчиков:

• Термодинамические.

• Термостатические.

• Поплавковые.

Их принцип работы основывается на удалении пара из неконденсируемых сред для эффективного применения тепловой энергии. Отделенный конденсат протекает через специальный канал и устраняется через пропускное отверстие. Использование этих устройств помогает существенно сэкономить энергетические ресурсы и увеличить КПД оборудования. Их монтируют на магистральных трубопроводах за калориферами и нагревателями.

Термодинамические конденсатоотводчики: особенности и принцип действия

Главным элементом данных устройств является диск. Принцип их работы основывается на выделяемой при закипании конденсата энергии. Диск, расположенный в камере давления, открывает и перекрывает пропускное отверстие. Конденсат поступает по специальному входному каналу, затвор открывается и выпускает жидкость. Когда закипает вода, образуется пар, что приводит к увеличению скорости истечения между седлом и подвижным диском. Из-за этого снижается давление под запорным элементом, и пар возвращает прижимную пластину в исходное состояние. Когда давление приходит в норму, цикл повторяется.

Преимущества конструкции:

• Нет необходимости в настройке или коррекции размеров клапана.
• Компактность, малый вес и простота использования при достаточно высокой производительности.
• Возможность применения при повышенном давлении, парах высокой температуры.
• Коррозионная стойкость и устойчивость к гидравлическим ударам.
• Сохранение работоспособности при замерзании.
• Ремонтопригодность, простота обслуживания.

Термодинамические конденсатоотводчики также отличаются малыми тепловыми потерями и низкой ценой. Однако, имеются и недостатки. Устройства подобного типа недостаточно устойчиво работают при низком давлении на входе и при высоком противодавлении. Они чувствительны к загрязнению, требовательны к скоростной работе системы (входное давление должно быть как минимум в два раза больше, чем противодавление) и не пропускают неконденсируемые газы.

Особенности поплавковых конденсатоотводчиков

Этот механический тип конденсатоотводчиков появился еще в начале XX века. Он отличается простотой конструкции и основывается на разнице в плотности пара и выпадающего конденсата. У поплавковых конденсатоотводчиков имеется специальный закрытый поплавок, выступающий в качестве силового элемента. Он выталкивается за счет силы Архимеда и открывает седло для отвода скопившегося конденсата.

Чтобы отвод конденсата не был заблокирован неконденсируемыми газами, и не образовывалась угольная кислота, конденсатоотводчики этого типа оснащаются специальным воздушным клапаном. Он располагается в верхней части крышки и открывается при охлаждении конденсатом и газами.

Когда устройство заполняется конденсатом, поплавок поднимается, открывая седло в нижней части прибора. Пар, попадая в конденсатоотводчик, закрывает термостатический воздушный клапан, поплавок опускается и перекрывает выпускное отверстие.

Преимущества конструкции:

• Изделия устойчиво эксплуатируются при небольших нагрузках без изменений в работе при переменных нагрузках и изменения давления.

• Отвод конденсата производится непрерывно при температуре насыщения пара.
• Длительный срок эксплуатации.
• Возможность непрерывного отвода неконденсируемых газов в большом объеме.
• Повышенная производительность, достигающая до 150 тонн конденсата в час в зависимости от модели.
• Стойкость к гидравлическим ударам.

При монтаже поплавковых конденсатоотводчиков требуется учитывать особенности его конструкции. В изделиях с перевернутым стаканом необходимо всегда иметь воду для гидрозатвора, чтобы пар не выходил через открытый клапан. При работе на установках, подверженных колебанию давления, необходимо установить на входе в конденсатоотводчик обратный клапан.

К недостаткам устройства можно отнести:

• Внушительные габариты и повышенные тепловые потери при неизолированном корпусе.
• Блокировка седла в случае поломки.
• Возможность образования воздушной пробки.
• Склонность седла к «заиливанию».
• Увеличение габаритов изделия при установке дополнительных устройств, таких как обратный клапан или фильтр.

Поплавковые конденсатоотводчики обладают гидростатической связью уровня расположения поплавка к закрытию прохода, которая препятствует возникновению пролетного газа.

Принцип работы термостатического конденсатоотводчика для пара

Этот тип устройств работает за счет определения разницы между температуры пара и конденсата. В зависимости от конструктивного исполнения и механизма скорости изменения проходного сечения выделяют три типа термостатических конденсатоотводчиков: сбалансированный по давлению, терможидкостной и биметаллический.

Термостатические клапаны состоят из мембраны, сильфона и золотника. В сильфонной капсуле скапливается жидкость, испаряемая при изменении температуры. При попадании горячего воздуха в конденсатоотводчик происходит нагрев сильфона, за счет чего повышается внутреннее давление. Мембрана растягивается, прижимая золотник к седлу до открытия выходного канала.

Преимущества конструкции:

• Высокая производительность при малом весе и размере устройства.
• Во время пуска производится свободный выпуск воздуха.
• Легкость эксплуатации и обслуживания.
• Компактные размеры.
• Стойкость к замерзанию.

Из недостатков выделяется ограниченный срок эксплуатации сильфона, чувствительность к гидравлическим ударам, колебаниям давления. Также термостатические конденсатоотводчики не работают при перегретом паре.